Калькулятор уравнения Нернста
Рассчитайте потенциал ячейки с помощью уравнения Нернста из стандартного потенциала E°, перенесенных электронов, температуры и коэффициента реакции Q (или концентраций продуктов и реагентов) — или решите в обратном направлении для Q из измеренного потенциала. Также возвращает ΔG, ΔG°, константу равновесия K и изменение напряжения при изменении Q в десять раз (59,16/n мВ при 25°C).
Ввод
Стандартный потенциал ячейки, E°катод − E°анод. Ячейка Даниэля (цинк–медь): 1,10 В.
Научная нотация (например 1e-3) принимается.
Вывод
| Метрика | Значение |
|---|---|
| No data yet | |
Другие способы использовать этот инструмент
REST API
curl -X POST https://api.iotools.cloud/v1/tool/nernst-equation-calculator \
-H "Authorization: Bearer YOUR_API_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{
"solveFor": "e",
"standardPotential": "1.10",
"electrons": "2",
"temperature": "25",
"temperatureUnit": "c",
"quotientInput": "q",
"qValue": "1000",
"productTerm": "1",
"reactantTerm": "0.001",
"cellPotential": "1.0112"
}'Подставьте свой собственный ключ из аккаунта. Поля инструмента — это тело запроса, без обёртки.
Спросите у ИИ-агента
Use the IOTools `nernst-equation-calculator` tool (Nernst Equation Calculator) on this input:
YOUR_INPUT_HEREВставьте это любому агенту, подключённому к MCP-серверу IOTools, и добавьте свой ввод.
Виджет для встраивания
<iframe
src="https://iotools.cloud/embed/nernst-equation-calculator/"
width="100%" height="520" frameborder="0" scrolling="no" loading="lazy"
title="Калькулятор уравнения Нернста — iotools.cloud"
sandbox="allow-scripts allow-forms allow-same-origin allow-downloads allow-popups allow-popups-to-escape-sandbox"
allow="clipboard-write"
style="width:100%;border:1px solid #e5e7eb;border-radius:12px;overflow:hidden"></iframe>
<script src="https://iotools.cloud/embed.js" async></script>Вставьте это на свою страницу — бесплатно, без ключа, нужна лишь обратная ссылка.
| Стоимость вызова API/MCP | От 5 кредитов |
|---|---|
| Нужно больше кредитов? | Посмотреть тарифы |
Также доступно через
Руководства
Калькулятор уравнения Нернста дает фактический потенциал электрохимической ячейки или полуячейки при нестандартных условиях. Введите стандартный потенциал E°, количество перенесенных электронов, температуру и коэффициент реакции Q, и он возвращает потенциал ячейки E. Он также возвращает свободную энергию Гиббса, константу равновесия и то, протекает ли реакция спонтанно. Вы также можете запустить его в обратном направлении: введите измеренный потенциал и получите Q обратно.
Уравнение
E = E° − (RT / nF) · ln Q
= E° − (2.302585 · RT / nF) · log10 Q- E°: стандартный потенциал ячейки в вольтах (E°катод − E°анод)
- n: моли электронов, перенесенных в сбалансированной реакции
- T: температура в кельвинах
- R = 8.314462618 Дж/(моль·К), F = 96485.33212 Кл/моль
- Q: коэффициент реакции, продукты над реагентами, каждый возведен в степень его коэффициента
При 25°C коэффициент 2.302585·RT/F равен 0,05916 В. Это знакомое правило "59 мВ на декаду": каждое десятикратное изменение Q смещает E на 59,16/n мВ.
Как его использовать
- Решить для потенциала ячейки E (обычное направление) или коэффициента реакции Q.
- Введите E° в вольтах и перенесенные электроны n.
- Введите температуру в °C, K или °F. Она преобразуется в кельвины для вас.
- Задайте Q либо как одно значение Q, либо как член продукта и член реагента. Калькулятор разделит их для вас. Чистые твердые вещества и жидкости имеют активность 1, поэтому оставьте их без внимания.
- При решении для Q вместо этого введите измеренный потенциал ячейки.
Пример: ячейка Даниэля
Zn(s) + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu(s), E° = 1,10 В, n = 2, с [Zn²⁺] = 1 M и [Cu²⁺] = 0,001 M, поэтому Q = 1000:
slope = 0.05916 / 2 = 0.02958 V per decade
E = 1.10 − 0.02958 × log10(1000) = 1.10 − 0.0887 = 1.0113 VЯчейка все еще работает спонтанно, но примерно на 89 мВ ниже стандарта.
Что показывают результаты
- Потенциал ячейки E и его смещение от E°
- Q и log10 Q
- RT/nF и наклон на декаду Q при вашей температуре
- ΔG = −nFE и ΔG° = −nFE° в кДж/моль
- Константа равновесия K = 10^(nFE° / 2.302585·RT). Очень большие значения K отображаются в научной нотации без переполнения.
- Вердикт: спонтанный (E > 0), неспонтанный (E < 0) или в равновесии (E = 0)
Поле шагов показывает каждую подстановку, и таблица результатов может быть загружена как CSV.
FAQ
Должен ли я использовать концентрации или активности?
Уравнение Нернста строго использует активности. Для разбавленных растворов (ниже примерно 0,1 M) молярная концентрация является хорошим приближением. Для газов используйте парциальное давление в барах.
Почему E меняется в другую сторону, когда я меняю Q?
Q больше 1 означает, что смесь богата продуктами, что толкает E ниже E°. Q меньше 1 поднимает E выше E°. Когда E достигает 0, Q равен K и ячейка находится в равновесии: разряженная батарея.
Связанные инструменты
Чтобы найти [H⁺] из показания pH перед определением коэффициента водородного электрода, используйте Калькулятор pH. Чтобы приготовить раствор при целевой концентрации, используйте Калькулятор молярности.
Приватность
Вычисление выполняется полностью в вашем браузере.